某化工厂制取硝酸铜有以下两种途径:
A.铜与稀硝酸反应,反应了化学方程式:3Cu+8HNO3(稀)═3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
生成了一氧化氮在空气中很容易被氧化成二氧化氮.
B.铜与浓硝酸反应,该反应了化学方程式为:Cu+4HNO3(浓)═Cu(NO3)2+2x↑+2H2O
(1)试确定X化学式为______,硝酸铜中氮元素化合价为______
(2)对比A、B两个反应可得到的结论是______.
(3)一氧化氮,二氧化氮是大气污染物,在生产中要尽可能减少排放,判断:若要制得等质量的硝酸铜,以上的哪种途径较好?说明理由.(两条)
(4)根据所学知识,设计制取硝酸铜更合理的途径为先将铜在空气中加热转化为氧化铜,然后用氧化铜与硝酸反应制得硝酸铜,有关反应化学方程式为:______,______.
(5)若取6.4g铜加入到50g某稀硝酸中,恰好完全反应,计算原稀硝酸中溶质的质量分数.
(1)由于原子的种类和数量在化学反应前后不发生变化,即可确定X是二氧化氮;根据在化合物中元素的化合价的代数和为0,可设氮元素的化合价为x,则+2+(x-2×3)×2=0,则x=+5,故答案为:NO2,+5价
(2)由于稀硝酸得到是一氧化氮,而浓硝酸生成的是二氧化氮,故答案为:反应物浓度不同,生成物可能不同
(3)由于8HNO3(稀)~3Cu(NO3)2~2NO,而4HNO3(浓)~Cu(NO3)2~2NO2,比较不难看出若要得到质量的硝酸铜消耗的稀硝酸少,而且生成的气体少,因此A较好,故答案为:A途径好,制取等量的硝酸铜A方案节省原料,产生污染物少
(4)铜和空气中的氧气在加热条件下会生成氧化铜,而氧化铜和硝酸反应生成硝酸铜和水,故答案为:2Cu+O2≜2CuOCuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O
(5)设稀硝酸中溶质的质量为x
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
192 504
6.4g x
x=
=16.8g504×6.4g 192
×100%=33.6%16.8g 50g
答:原稀硝酸中溶质的质量分数为33.6%.